【课堂新坐标】2015届高考物理一轮复习讲义【章末归纳提升课】第五章+机械能及其守恒定律.doc

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　章末归纳提升课 　　　  利用守恒思想解题 能量守恒、机械能守恒、质量守恒、电荷守恒等守恒定律都集中地反映了自然界所存在的一种本质性的规律——“恒”．学习物理知识是为了探索自然界的物理规律，那么什么是自然界的物理规律？在千变万化的物理现象中，那个保持不变的“东西”才是决定事物变化发展的本质因素．从另一个角度看，正是由于物质世界存在着大量的守恒现象和守恒规律，才为我们处理物理问题提供了守恒的思想和方法．能量守恒、机械能守恒等守恒定律就是我们处理高中物理问题的主要工具，分析物理现象中能量、机械能的转移和转换是解决物理问题的主要思路．在变化复杂的物理过程中，把握住不变的因素，才是解决问题的关键所在． 　如图5－1所示，质量m为2 kg的物体，从光滑斜面的顶端A点以v0＝5 m/s的初速度滑下，在D点与弹簧接触并将弹簧压缩到B点时的速度为零．已知从A到B的竖直高度h＝5 m，求弹簧的弹力对物体所做的功． 图5－1 【解析】　斜面光滑，故机械能守恒，但弹簧的弹力是变力，弹力对物体做负功，弹簧的弹性势能增加，且弹力做功的大小与弹性势能的增加量相等．取B所在水平面为零参考面，弹簧原长处D点为弹簧弹性势能的零参考点． 对状态A，有EA＝mgh＋ 对状态B，有EB＝0＋W弹性＝－W弹簧 由机械能守恒定律得W弹簧＝－(mgh＋)＝－125 J. 【答案】　－125 J 【即学即用】 1.如图5－2所示，轻质弹簧的一端与固定的竖直板P拴接，另一端与物体A相连，物体A置于光滑水平桌面上，A右端连接一细线，细线绕过光滑的定滑轮与物体B相连．开始时托住B，A处于静止且细线恰好伸直，然后由静止释放B，直至B获得最大速度．下列有关该过程的分析中正确的是(　　) 图5－2 A．B物体受到细线的拉力保持不变 B．B物体机械能的减少量小于弹簧弹性势能的增加量 C．A物体动能的增加量等于B物体的重力对B做的功与弹簧弹力对A做的功之和 D．A物体与弹簧所组成的系统机械能的增加量等于细线拉力对A做的功 【解析】　由静止释放B直至B获得最大速度的过程中，由于弹簧随着A、B一起运动导致弹力变大，所以A、B的合力以及加速度都在减小，速度增大，B物体受到细线的拉力一直在增大，A错；B物体机械能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量和A的动能的增加量之和，故B项也错；根据动能定理可知A物体动能的增加量等于细线对A做的功与弹簧弹力对A做功的代数和，C错；根据功能关系可判断D项说法正确． 【答案】　D 巧妙建立物理模型 物理学上建立模型，是为了将问题简化，突出主要矛盾，忽略次要因素．物理模型有实体模型如质点、点电荷，有过程模型，如匀速运动、匀变速运动、匀速圆周运动、平抛运动等，有状态模型，如平衡状态、加速状态等． 　如图5－3所示，水平传送带AB的右端与竖直面内的光滑半圆形轨道DC相接．传送带的运行速度为v0＝8 m/s，将质量m＝1.0 kg的滑块无初速度地放到传送带A端． 图5－3 已知传送带长度L＝12.0 m，竖直面内的光滑半圆形轨道的半径R＝0.8 m，滑块与传送带间的动摩擦因数为μ＝0.4，重力加速度g＝10 m/s2.试求： (1)滑块从传送带A端运动到B端所需的时间； (2)滑块在传送带上滑行的整个过程中产生的热量； (3)滑块滑到轨道最高点C时对轨道的压力． 【解析】　(1)滑块在传送带上做加速运动的加速度a＝μg＝4 m/s2 加速到与传送带同速所用时间t1＝＝2 s 位移x1＝at＝8 m＜12 m，因此滑块在传送带上先做加速运动，后做匀速运动，做匀速运动的位移x2＝L－x1＝4 m 所用时间t2＝＝0.5 s 故t＝t1＋t2＝2.5 s. (2)在t1时间内，传送带的位移x′＝v0t1＝16 m 故Q＝fΔx＝μmg(x′－x1)＝32 J. (3)滑块由D到C过程中机械能守恒，则 mg(2R)＋mv＝mv 在C点，轨道对滑块的弹力与滑块重力的合力提供向心力 则N＋mg＝，解得N＝30 N. 由牛顿第三定律得滑块对轨道的压力N′＝N＝30 N，方向竖直向上． 【答案】　见解析 【即学即用】 2．(2014·厦门一中模拟)在某电视台游乐节目“闯关”中，选手需要借助悬挂在高处的绳飞越到水面的浮台上，如图5－4所示． 图5－4 一选手先从倾角可调整的光滑斜面下滑到悬绳处，然后抓住绳开始摆动，摆动到最低点放手恰能到达浮台．此绳初始时与竖直方向夹角α＝30°，与斜面垂直，绳长l＝2 m，绳的悬挂点O距水面的高度为H＝3 m．将选手简化为质量m＝60 kg的质点，不考虑空气阻力和绳的质量，浮台离绳的悬挂点水平距离为4 m，露出水面的高度不计，水足够深．取重力加速度g＝10 m/s2. (1